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摘 要：随着现代科技的迅速发展，科技运用与农业已越来越广，传统农业已经慢慢不适应现代化发展。针对现代农业的发展趋势，本文提出了基于ARM11与Zigbee技术结合计算机嵌入式的现状农业监控系统，适应现代农业发展。
关键词：Zigbee无线传感器网络；温室大棚；环境监控；ARM嵌入式
中图分类号：TP368.1；X84
传统农业在获取信息滞后，需要花费大量人力、物力，现代化农业相对于传统农业的技术上有很大的变化，可以大范围实时的获取农业环境等信息。在农业生产的发展，已经从传统的人工农业发展到现代的数字农业。无线传感网络技术、传感器技术、计算机嵌入式技术、已经无线通信等技术相结合运用与农业监测，实时大范围的监控获取信息。
1 现代农业环境监测技术
1.1 无线传感器网络。无线传感网络基本上都由大量体积小、具有感知和处理能力的传感器组成。传感器网络由传感节点、汇聚节点和管理节点组成。传感器节点具有数据采集和有限的处理能力，汇聚节点具有较强的数据处理和通信能力，管理节点具有数据监控和系统管理能力。无线传感器网络运用于农业，能实现监测区域大，安装成本低，维护方便还具有很强的扩展能力。
1.2 ARM微处理器[1]。ARM11系列微处理器是ARM公司近年推出的新一代RISC处理器，它是ARM新指令架构——ARMv6的第一代设计实现。该系列主要有ARM1136J，ARM1156T2和ARM1176JZ三个内核型号，分别针对不同应用领域。ARM11处理器的流水线和以前的ARM内核不同，它由8级流水线组成，可以比5级流水线的ARM9达到更高的运行频率。
1.3 Zigbee技术[2]。无线网络技术在近年来发展越来越好，在农业应用上，Zigbee技术运用比较广泛。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
2 系统功能及总体设计
2.1 水质、土壤温湿度、光照、二氧化碳浓度监测。农业生产，环境信息获取是至关重要，本系统的设计主要功能上是对生产环境的信息的获取和处理。水质的酸碱度、土壤的温湿度、以及光照和二氧化碳浓度等的监控，实现为在侦测水域安装传感器节点，例如温湿度、酸碱度等传感器，在土壤安放温湿度传感器等。安装的各个传感器节点收集信息汇聚到汇聚节点，通过汇聚节点的简单处理再发送到处理节点，再由Zigbee无线网络上传到ARM主控模块，处理完毕完成相应控制之后将信息上传到Internet网络，在电脑或手机终端可以供管理员操控。功能上，系统满足生产需要的管理与控制，成本上减少了不必要的人力，满足生产的高效性。
2.2 系统的总体设计。系统的设计分为三大模块，主要为信息获取、信息处理、信息传播。信息获取主要设计在Zigbee无线模块上，通过各类传感器获取各类信息，能够广泛实时获取；信息处理主要为中枢处理模块，处理模块是通过ARM11的超强处理能力实现，以ARM11的处理能力能够处理大量高速率的数据，同时可以通过数据进行相应的预警和处理；信息传播主要为应用终端，可以通过Internet网络，可以在电脑和手机终端等可以随时读取农业生产的实时数据，通过数据可以做出相应的命令控制。
3 监控系统的软件设计
3.1 操作系统。本系统在操作管理上一Linux操作系统作为进程控制系统。Linux作为目前嵌入式用的最为广泛的控制系统，其在具有很好的移植性外还有网络功能强大，资源丰富，图形化界面也具有很大的优势。Linux系统配上ARM的强大处理功能，具有很好的操作性，加上与Zigbee良好的技术吻合，本系统在收集信息与处理信息，具有很好的自动控制能力，对于管理生产具有很高的效率。
3.2 终端设计。系统终端分为电脑终端和手机终端。客户端软件通过添加远程监控机的IP和网络端口号以实现网络通信连接，用户添加的注册信息可以保存到终端方便以后操作。
3.3 系统工作流程。
5 结束语
本文提出了设计了基于ARM11与Zigbee技术的现代农业监控系统。在传统农业向现代农业进发的道路上具有很大的应用性。本系统结合了当前热门技术，在高质量满足监控功能的同时也减少了成本。其的实现简单、監控方便、系统稳定安全，加上移动性高，很适合当前农业的发展需求。
参考文献：
[1]冷玉林，钟将.基于ARM的嵌入式Linux系统构建[J].计算机系统应用，2010（11）：23-27.
[2]王小强，欧阳骏.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].北京：化学工业出版社，2012.
[3]刘智国，张海春.基于S3C2410的嵌入式串口通信设计[J].微计算机信息，2009（11）.
[4]胡鸿志.基于新温度传感器的数字温度设计[J].电子测量与仪器学报，2011（08）：741-744.
作者简介：吕晓峰（1983-），男，陕西乾县人，高校教师，讲师，硕士学位，研究方向：通信与信息系统。
作者单位：宝鸡文理学院，陕西宝鸡 721013；广西科技大学，广西柳州 545006
基金项目：2013年宝鸡市科技计划项目（项目编号：2013R1-8）；2012年宝鸡文理学院科研计划项目（项目编号：YK1224）；2012年广西科技大学科学基金项目（项目编号：校科自1261116）。
关键词：Zigbee无线传感器网络；温室大棚；环境监控；ARM嵌入式
中图分类号：TP368.1；X84
传统农业在获取信息滞后，需要花费大量人力、物力，现代化农业相对于传统农业的技术上有很大的变化，可以大范围实时的获取农业环境等信息。在农业生产的发展，已经从传统的人工农业发展到现代的数字农业。无线传感网络技术、传感器技术、计算机嵌入式技术、已经无线通信等技术相结合运用与农业监测，实时大范围的监控获取信息。
1 现代农业环境监测技术
1.1 无线传感器网络。无线传感网络基本上都由大量体积小、具有感知和处理能力的传感器组成。传感器网络由传感节点、汇聚节点和管理节点组成。传感器节点具有数据采集和有限的处理能力，汇聚节点具有较强的数据处理和通信能力，管理节点具有数据监控和系统管理能力。无线传感器网络运用于农业，能实现监测区域大，安装成本低，维护方便还具有很强的扩展能力。
1.2 ARM微处理器[1]。ARM11系列微处理器是ARM公司近年推出的新一代RISC处理器，它是ARM新指令架构——ARMv6的第一代设计实现。该系列主要有ARM1136J，ARM1156T2和ARM1176JZ三个内核型号，分别针对不同应用领域。ARM11处理器的流水线和以前的ARM内核不同，它由8级流水线组成，可以比5级流水线的ARM9达到更高的运行频率。
1.3 Zigbee技术[2]。无线网络技术在近年来发展越来越好，在农业应用上，Zigbee技术运用比较广泛。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
2 系统功能及总体设计
2.1 水质、土壤温湿度、光照、二氧化碳浓度监测。农业生产，环境信息获取是至关重要，本系统的设计主要功能上是对生产环境的信息的获取和处理。水质的酸碱度、土壤的温湿度、以及光照和二氧化碳浓度等的监控，实现为在侦测水域安装传感器节点，例如温湿度、酸碱度等传感器，在土壤安放温湿度传感器等。安装的各个传感器节点收集信息汇聚到汇聚节点，通过汇聚节点的简单处理再发送到处理节点，再由Zigbee无线网络上传到ARM主控模块，处理完毕完成相应控制之后将信息上传到Internet网络，在电脑或手机终端可以供管理员操控。功能上，系统满足生产需要的管理与控制，成本上减少了不必要的人力，满足生产的高效性。
2.2 系统的总体设计。系统的设计分为三大模块，主要为信息获取、信息处理、信息传播。信息获取主要设计在Zigbee无线模块上，通过各类传感器获取各类信息，能够广泛实时获取；信息处理主要为中枢处理模块，处理模块是通过ARM11的超强处理能力实现，以ARM11的处理能力能够处理大量高速率的数据，同时可以通过数据进行相应的预警和处理；信息传播主要为应用终端，可以通过Internet网络，可以在电脑和手机终端等可以随时读取农业生产的实时数据，通过数据可以做出相应的命令控制。
3 监控系统的软件设计
3.1 操作系统。本系统在操作管理上一Linux操作系统作为进程控制系统。Linux作为目前嵌入式用的最为广泛的控制系统，其在具有很好的移植性外还有网络功能强大，资源丰富，图形化界面也具有很大的优势。Linux系统配上ARM的强大处理功能，具有很好的操作性，加上与Zigbee良好的技术吻合，本系统在收集信息与处理信息，具有很好的自动控制能力，对于管理生产具有很高的效率。
3.2 终端设计。系统终端分为电脑终端和手机终端。客户端软件通过添加远程监控机的IP和网络端口号以实现网络通信连接，用户添加的注册信息可以保存到终端方便以后操作。
3.3 系统工作流程。
5 结束语
本文提出了设计了基于ARM11与Zigbee技术的现代农业监控系统。在传统农业向现代农业进发的道路上具有很大的应用性。本系统结合了当前热门技术，在高质量满足监控功能的同时也减少了成本。其的实现简单、監控方便、系统稳定安全，加上移动性高，很适合当前农业的发展需求。
参考文献：
[1]冷玉林，钟将.基于ARM的嵌入式Linux系统构建[J].计算机系统应用，2010（11）：23-27.
[2]王小强，欧阳骏.ZigBee无线传感器网络设计与实现[M].北京：化学工业出版社，2012.
[3]刘智国，张海春.基于S3C2410的嵌入式串口通信设计[J].微计算机信息，2009（11）.
[4]胡鸿志.基于新温度传感器的数字温度设计[J].电子测量与仪器学报，2011（08）：741-744.
作者简介：吕晓峰（1983-），男，陕西乾县人，高校教师，讲师，硕士学位，研究方向：通信与信息系统。
作者单位：宝鸡文理学院，陕西宝鸡 721013；广西科技大学，广西柳州 545006
基金项目：2013年宝鸡市科技计划项目（项目编号：2013R1-8）；2012年宝鸡文理学院科研计划项目（项目编号：YK1224）；2012年广西科技大学科学基金项目（项目编号：校科自1261116）。